DE69502033T2 - Ski mit "in situ" injiziertem Kern - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Schi oder ein anderes Schneegleitbrett, dessen Kern entweder durch Gießen eines nicht zelligen, thermoplastischen oder wärmeaushärtenden Materials oder durch Spritzen der Komponenten eines Kunststoffschaums in situ hergestellt ist.
• Es ist bekannt, den Kern eines Schis durch Gießen in situ, d.h. direkt in der Form, eines nicht zelligen, thermoplastischen oder wärmeaushärtenden Materials, das unter Temperatureinfluß polymerisiert, herzustellen. Das Material kann aus einer oder mehreren Komponenten bestehen.
• Auch ist derzeit die Herstellungstechnik ziemlich weit verbreitet, nach der die Komponenten eines nach Aushärten zur Bildung des Kerns des Schis geeigneten Kunststoffschaum materials in die Form eingespritzt werden.
• Das synthetische Material, um das es sich handelt, ist meist ein Polyurethanschaum. Die Komponenten des Schaums werden im Bereich der Schaufel oder des Schiendes in die Form eingespritzt. Die Komponenten reagieren im Inneren der Form miteinander und bilden dabei den Schaum.
• Zur Veranschaulichung dieses Verfahrens können die Schriften FR-A-2 366 034, FR-A-2 549 378 , FR-A-2 700 479 und FR-A- 2 705 247 genannt werden.
• Der synthetische Schaum füllt dann den gesamten inneren Hohlraum des Schis aus, um einen Kern zu bilden. Das hintere Ende des Schis wird durch ein als Skiende bezeichnetes Anschlußstück verschlossen und der innere Hohlraum erstreckt sich zwischen dem Skiende und dem Vorderende der Schaufel. Das Vorderende kann als Anschlußstück zur Aufnahme eines zusätzlichen aufgesteckten Schaufelaufsatzes ausgebildet sein oder endet in einem Punkt, der das vordere Ende des Schis bildet.
• Der Kern des Skis erstreckt sich also im wesentlichen über die gesamte Länge des Skis, Skienden und ggfs. Schaufelaufsätze nicht gerechnet, und zwar im Gegensatz zu den meisten, herkömmlichen Schiern mit nicht gespritzter Sandwich-Struktur, bei denen der Kern, der vor der in der Form stattfindenden Herstellung des Schis hergestellt und bearbeitet wird, bis in Höhe der vorderen und der hinteren Kontaktlinie des Schis reicht, d.h. bis zum Schaufelansatz bzw. bis zum Ansatz des Skiendes.
• Bei einem Schi, dessen Kern in situ hergestellt wird und bei dem die Schaufel und das Schiende relativ kleine Bereiche bilden, hat der Teil des Kerns, der das Innere der Schaufel und des Schiendes ausfüllt, eine relativ geringe Dicke. Daraus ergibt sich, daß der Kern in der Schaufel und im Schiende praktisch aus zwei übereinander, über und unter dem Kern liegenden, sehr dünnen Schichten besteht.
• Jedes mittels eines Spritzverfahrens hergestellte Werkstück aus hartem Kunststoffschaum ist bekanntlich nach Aushärten an allen Seiten von einer dünnen Schicht mit einer höheren Dichte als der des Kerns dieses Werkstückes umgeben. Diese als Haut bezeichnete Schicht ist spröder. Sie wird normalerweise bei Kernen, die für das übliche Sandwichschiherstellungsverfahren bestimmt sind, durch Bearbeitung entfernt, jedoch ist sie, wenn der des Kern nach dem Einspritzverfahren in situ hergestellt wird, zwangsläufig im Inneren des Schis weiterhin vorhanden.
• Dies hat zur Folge, daß die Schaufel und das Schiende von gespritzten Schiern besonders bruchanfällig sind, was insbesondere bei der Schaufel nachteilig ist, die sehr weit freitragend übersteht.
• Insbesondere in Warteschlangen an Schiliften treten Schifahrer häufig versehentlich auf die Schaufel eines Schis eines anderen Schifahrers. Bei gespritzten Schiern kann die Schaufel dann glatt brechen.
• Des weiteren schwingt die Schaufel während des Schilaufens wegen ihres großen Überstands beträchtlich: Man spricht dann davon, daß sie schlägt. Weil sich bet gespritzten Schiern der Kern bis zum Ende der Schaufel erstreckt, ergeben sich hierdurch starke Verformungen. Wenn zudem die Schier unter sehr kalten und feuchten Bedingungen benutzt werden, ist das Risiko, daß sie brechen, sehr groß.
• Ein auf Biegung beanspruchter Schikern erzeugt in seinem oberen Bereich erhebliche Druckspannungen und in seinem unteren Bereich erhebliche Zugspannungen. Die Zone, in der keine Spannungen herrschen, ist die sogenannte neutrale Faser, in der jedoch die Scherbeanspruchung am größten ist.
• Die Bereiche des Kerns mit hoher Dichte, die das Innere der zwei Endteile, Schaufel und Schiende, ausfüllen, haben wegen ihrer hohen Dichte eine relativ geringe Widerstandsfähigkeit gegen Schereffekte, die durch die Spannungen entstehen, was eine schädliche Delaminierung im Inneren des Schiaufbaus auslösen kann.
• Die FR-A-2 605 234 der Anmelderin beschreibt einen Schi mit eingespritztem Kern. Der Schi hat in seiner Schaufel ein "Schaufeleinbau" genanntes Metallverstärkungsband, das etwa in Höhe der neutralen Faser gehalten ist. Es handelt sich dabei jedoch nicht um ein Band aus einem Material mit kleinem Elastizitätsmodul bei Scherbeanspruchung, d.h. aus einem Material, das großen Scherspannungen standhält, ohne zu reißen.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen. Sie betrifft einen Schi oder ein anderes Schneegleitbrett, umfassend eine Außenschale mit mindestens einer unten liegenden Gleitsohle und einem Kunststoffoberteil, wobei der Kern des Schis nach einem Einspritzverfahren in situ hergestellt ist und sich vom hinteren zum vorderen Ende erstreckt, aufgesteckte Schienden und gegebenenfalls Schaufelaufsätze nicht gerechnet. Im Inneren des Aufbaus, der die Schaufel begrenzt, und nahe der neutralen Faser des Schis ist mindestens ein Längsband aus einem Material mit bei Scherbeanspruchung elastischen Eigenschaften vorgesehen, wobei Mittel vorgesehen sind, um das Längsband beim Einspritzen des Kerns ungefähr in Höhe der neutralen Faser zu halten.
• Vorteilhaft wird das Längsband von einer halbstarren Platte, wie einer Metallplatte, gehalten, wobei diese letztere auf ihren beiden Flächen vorzugsweise mit einem elastischen Band überzogen ist.
• Vorteilhaft ist das Material ein visko-elastisches Material, das durch Schereffekte eine dämpfende Wirkung auf durch Schwingungen der Schaufel verursachte Vibrationen ausübt.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung verdeutlicht die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, bei der
• - Figur 1 einen vergrößerten Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Schis mit eingespritztem Kern zeigt;
• - Figur 2 einen transversalen Halbschnitt desselben Schis entlang 11-11 in Figur 1 zeigt;
• - Figur 3 einen vergrößerten Längsschnitt eines Teils der Schaufel des Schis zeigt;
• - Figur 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der üblichen Metallverstärkung des selben Schis zeigt, wobei diese Verstärkung in der Schaufel und im Schiendbereich erfindungsgemäß von einer beidseitig kautschuküberzogenen Metallplatte überdeckt ist;
• - Figur 5 und Figur 6 ähnliche Ansichten wie Figur 3 zeigen und zwei Abwandlungen dieses Schis darstellen.
• Bei dem Aufbau nach den Figuren 1 bis 4 handelt es sich um einen Schi 1 in gespritzter Schalenbauweise. Er besitzt folglich einen Kern 2 aus eingespritztem Polyurethanschaum, welcher Kern sich vom hinteren Ende 3 der Schaufel 4 bis zum vorderen Ende 21 des Schiendes 22, das aufgesteckte Ende 23 nicht gerechnet, erstreckt, wobei die Oberseite und die Ränder des Schis durch eine Schale 5 gebildet sind, die aus einer Kunststoffolie gefertigt ist.
• Das aufgesteckte Schiende ist ein vom Kern des Schis 1 unabhängiger Bestandteil und am hinteren Ende des letzteren angeordnet. Es kann nach dem Ausformen aufgesteckt werden oder schon vor dem Spritzen in der Form angeordnet werden. Der Kern reicht also, wie oben erwähnt, bis zur Querlinie 21.
• Das, was hier "Vorderende der Schaufel" genannt wird, ist das Ende der Schaufel 4, die integraler Bestandteil des Körpers und folglich des Kerns des Schis 1 ist. Es umfaßt also nicht den gegebenenfalls vorhandenen Schaufelansatz (im Gegensatz zu dem dargestellten Fall), der bisweilen auf das Ende der Schaufel 4, das dann folglich abgestumpft ist, aufgesteckt wird.
• In Figur 1 ist einerseits die vordere Kontaktlinie 29 und andererseits die hintere Kontaktlinie 30 markiert, die bekanntlich den Beginn der Schaufel bzw. des Schiendes oder in anderen Worten, den Anfang der Schaufelaufnahme sowie den Anfang der Aufnahme für das Schiende kennzeichnen.
• Üblicherweise ist die aus einem textilen Gewebe, Gewirk oder Vlies gebildete obere Verstärkung 6 unter die Oberseite der Schale 5 geklebt, während eine untere Verstärkung 7, die aus einem durchbrochenen Metallband besteht, auf der Gleitsohle 8 des Schis angeordnet ist, welche selbst von Kanten 16 begrenzt ist. Die Metallverstärkung 7 ist in dem Polyurethan eingelassen und besitzt dafür eine bestimmte Anzahl an Vertiefungen 9, die sie vor dem Einspritzvorgang in hinreichendem Abstand zu der Sohle 8 halten.
• Um der Schaufel 4 eine bessere Biegefestigkeit und folglich auch Scherfestigkeit zu verleihen, ist erfindungsgemäß eine Metallplatte 10, z.B. aus einer Aluminiumlegierung, die vollkommen in das Polyurethan eingelassen ist und auf ihren beiden Flächen (oben und unten) von einem elastischen Band oder einer Schicht 11, 12 überzogen ist, in dem Aufbau der Schaufel 4 entlang der neutralen Faser 13 des Schis angeordnet.
• Die elastischen Schichten 11 und 12 sind vollkommen aus Kunststoff, beispielsweise aus Kautschuk oder einem Elastomer. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn diese aus einem viskoelastischem Material sind, was zudem der Schaufel 4 des Schis Dämpfungseigenschaften für die Schwingungen verleiht, die in der Schaufel während des Schilaufens entstehen.
• Die Platte 10 ist so gebogen, daß sie sich an die Krümmung der Schaufel anschmiegt. Sie schmiegt sich vorne an die zugespitzte Form der letzteren an; hinten ist sie mit dem inneren Schiaufbau, der im wesentlichen den Kern 2 bildet, nicht übergangslos sondern allmählich über zwei spitz zulaufende Flügel 14, 15 verbunden (Figur 4).
• Die Platte 10 wird in der Spritzgießform zum einen durch un tere Vorsprünge oder Buckel 24, die auf der Verstärkungsplatte 7 ruhen, in Abstand zu dieser gehalten, um den leichten Durchtritt des Einspritzschaums zu ermöglichen, und zum anderen durch obere Buckel in Position gehalten, über die sie sich gegen die obere Verstärkung 6 abstützt und in Abstand zu dieser gehalten wird.
• Um den Durchtritt des Einspritzschaums beidseits der Platte zu erleichtern, weist diese zumindest einen Durchbruch oder eine entsprechende Öffnung 26 auf, deren Ränder 27 ebenfalls von einer Schicht 28 aus visko-elastischem Material überzogen sind.
• Die Schichten 10, 11, 28 werden vorteilhaft alle drei zusammen im selben visko-elastischen Material angeordnet, das dann vulkanisiert wird, und haben vorteilhaft die gleiche Dicke.
• Die Schicht 28 ermöglicht der Platte 10, bei Scherbeanspruchung zu arbeiten, ohne daran durch das Aufbaumaterial des Kerns 2, das die Öffnung 26 durchgreift, gehindert zu werden.
• Es ist wichtig, daß die Platte 10 bei Scherbeanspruchung fast über die gesamte Länge des Kerns 2 arbeiten kann und sie erstreckt sich, wie in Figur 2 deutlich dargestellt, daher im wesentlichen über die gesamte Länge des Kerns 2, um beidseits nur eine Breite "e" aus Füllmaterial 2 freizulassen, die nicht größer als ungefähr 2 mm ist.
• Vorteilhaft ist der gespritzte Schi auch am Schiende mit einer weiteren beidseits kautschuküberzogenen Metallplatte 17 versehen, die nach Art der vorderen Platte 10 in Höhe der neutralen Faser 13 angeordnet und mit Vorsprüngen 18 zur Positionierung versehen ist.
• Auch dort ist sich die Platte 17 in Längsrichtung nicht übergangslos sondern allmählich mit dem inneren Aufbau 2 des Schis verbunden. Zu diesem Zweck und nach einem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel hat der vordere Rand 19 der Platte 17 eine spitze Form, während sich ihr hinterer Rand 20 der Form des Schiendes anpaßt.
• Die Länge der Platten 10, 17 entspricht ungefähr den Überstandslängen der Schaufel und des Schiendes, d.h. sie beträgt zwischen 220 und 300 mm an der Schaufel bzw. zwischen 30 und 80 mm am Schiende.
• Die Dicke der elastischen Schichten 11 oder 12 kann zwischen 0,05 und 2 mm liegen.
• Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Platten 10, 17 können nur auf einer Fläche mit einem elastischen Material überzogen sein. In diesem Fall muß die elastische Schicht in unmittelbarer Nähe der neutralen Faser liegen.
• Die elastische(n) Schicht(en) 11, 12 kann (können) jeweils aus mehreren übereinanderliegenden Schichten unterschiedlicher Art und mit unterschiedlichen Merkmalen sowie gegebenenfalls unterschiedlichen Dicken bestehen. Sie können durch Kleben statt durch Vulkanisierung aufgebracht werden. Die Platten 10, 17 können statt aus Metall auch aus einem anderen halbstarren Material sein, z.B. aus ABS oder einem anderen Kunststoff der selben Gattung.
• Nach Figur 5 sind Mittel vorgesehen, damit die beidseits kautschuküberzogene Metallplatte 10 nicht mehr auf der Metallverstärkung 7 sondern auf der Sohle 8 liegt. Hierzu hat die untere Metallverstärkung 7 Ausnehmungen 31, durch die die unteren Vorsprünge 24 hindurchtreten, wobei die letzteren dann auf der Sohle 8 und nicht auf der Metallverstärkung 7 aufstehen.
• Das Vorhandensein einer Stützplatte ist von Vorteil, denn sie erhöht die Stabilität am Schiende und an der Schaufel, jedoch ist sie nicht zwingend und man kann nach Figur 6 einfach an der Schaufel und/oder am Schiende ein Kunststoffband 32, das beispielsweise die Form der Platten 10 und 17 hat und selbst mit der Öffnung 26 versehen ist, entlang der neutralen Faser 13 anordnen. Die Positionierung dieses elastischen Bands kann beispielsweise, wie in Figur 6 dargestellt, mittels Klötzen oder Abstandsbändern 33 aus einem derzeit im Handel weit verbreiteten, pastösen Klebstoff der Hotmelt- Gattung geschehen.
• Vor dem Spritzvorgang in der Form werden dann zwei Baugruppen gebildet:
• - eine untere Baugruppe aus der Sohle 8 und der unteren Verstärkung 7, die dann in diesem Beispiel eine übliche Verstärkung aus vorverklebtem Glasgewebe ist;
• - und eine obere Baugruppe aus dem Oberteil oder der Schale 5, die mit der Verstärkung 6 aus vorgeklebtem Glasgewebe doubliert ist und auf der man in einem festgelegten Abstand d das Band aus visko-elastischem Material 32 anordnet, damit es entlang der neutralen Faser 13 und entsprechend der Höhe der Klötze oder Abstandsbänder 33 positioniert ist, die zu diesem Zweck regelmäßig verteilt angeordnet werden.
• Diese zwei Baugruppen werden dann übereinander in die Form eingebracht, wobei die letztere üblicherweise mit Absätzen versehen ist, die ermöglichen, einen Zwischenraum 34 zwischen den zwei Baugruppen zu halten, wobei dieser Abstand 34 so festgelegt ist, daß das Band 32 entlang der neutralen Faser 13 richtig positioniert ist.
• In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 weicht die vordere Platte 10 ein wenig (in Richtung Schispitze) von der vorderen Kontaktlinie 29 des Schis 1 ab, während die hintere Platte 17 (in Richtung Schiende) ein wenig von der hinteren Kontaktlinie 30 des Schis abweicht. Dies ist keine Einschränkung und die Platte 10 weicht, um ein Zahlenbeispiel zu nennen, bei einer Ausführungsform der Anmelderin vorn von der Kontaktlinie 29 bis zu 5 cm ab.

Claims (13)

1. Ski oder anderes Schneegleitbrett, umfassend eine Aussenschale mit mindestens einer untenliegenden Gleitsohle und einem Kunststoffoberteil, wobei der Kern (2) des Skis nach einem Einspritzverfahren in situ hergestellt ist und sich vom hinteren zum vorderen Ende erstreckt, aufgesteckte Skienden und gegebenenfalls Schaufelaufsätze nicht gerechnet, wobei mindestens ein Längsband (11, 12, 32) aus einem Material mit bei Scherbeanspruchung elastischen Eigenschaften im Inneren des Aufbaus, der die Schaufel (4) und/oder den Skiendbereich begrenzt, nahe der neutralen Faser (13) des Brettes vorgesehen ist, wobei zudem Mittel (7, 10, 33) vorgesehen sind, um das Längsband (11, 12, 32) beim Einspritzen des Kerns ungefähr in Höhe der neutralen Faser (13) zu halten.

2. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsband (11, 12, 32) aus einem visko-elastischen Material besteht.

3. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsband (11, 12) von einer halbstarren Platte (10, 17), wie einer Metallplatte, getragen ist.

4. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10, 17) auf ihren beiden Flächen mit einem solchen Band (11, 12) überzogen ist.

5. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10, 17) mit Buckeln (25) und/oder Vertiefungen (24) versehen ist, die sie vor dem Einspritzvorgang entlang der Mittelachse (13) in Position halten.

6. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platte (10, 17) an den Innenaufbau (2) des Skis (1) in Längsrichtung in Form eines allmählichen Übergangs (14, 15, 19, 20) anschließt.

7. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte mindestens eine Öffnung (26) zum Durchlaß des "in situ"-Einspritzmaterials hat, und daß diese Öffnung (26) Ränder (27) hat, die von einer Schicht (28) aus elastischem oder visko-elastichem Material bedeckt sind.

8. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische oder viskoelastische Material (28) auf der Platte (10, 17) sowie auf den Rändern (27) der Öffnung (26) nach einem Vulkanisierverfahren aufgetragen ist.

9. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsband (32) mit mindestens einer Öffnung (26) zum Durchlaß des "in situ"-Einspritzmaterials versehen ist.

10. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsband (32) vor dem Einspritzen mittels Klötzen oder Abstandsbändern (33) ungefähr längs der neutralen Faser (13) gehalten ist.

11. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klötze oder Abstandsbänder (33) aus einein pastösen Klebstoff, wie einem "hot-melt"-Klebstoff, bestehen.

12. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Längsband (11, 12) in Querrichtung im wesentlichen über die gesamte Breite des Kerns erstreckt, so daß beidseits nur eine Breite (e) des Kern bestehen bleibt, die nicht größer als ungefähr 2 mm ist.

13. Ski oder anderes Schneegleitbrett nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine untere Verstärkung (7) in dem Skiaufbau vorgesehen und in Abstand von der Sohle (8) des Skis gehalten ist, in der Verstärkung (7) Aussparungen (31) vorgesehen sind, so daß die Buckel oder Vertiefungen (24) der Platte (10) diese durchgreifen und die letzteren (24) dann auf der Sohle (8) und nicht auf der unteren Verstärkung (7) ruhen.